一种全座位自适应汽车音响控制方法及系统与流程

本发明涉及车辆音响，具体涉及一种全座位自适应汽车音响控制方法及系统。

背景技术：

1、当前汽车音响系统的声场校准普遍采用“固定皇帝位”设计逻辑。车辆出厂前，调音工程师仅针对主驾驶或主副驾驶两个位置进行静态声学测试，固定设置声道延时、相位及均衡器参数，其余座位未做针对性优化。这种设计默认乘员始终处于预设坐姿且座位占用情况固定，无法适应实际用车场景中乘员数量、坐姿、体型的动态变化。

2、上述方案的缺陷在实践中表现尤为突出。后排座位由于距离扬声器更远、声波反射路径复杂，普遍存在中低频浑浊、高频衰减严重、声像偏移至车门侧等问题，听音体验与前排皇帝位差距显著。部分高端车型搭载的“虚拟环绕声”技术虽能通过算法模拟多声道效果，但其本质是对固定声场的后处理渲染，无法解决不同座位物理位置差异导致的声学路径差，更无法适配乘员调整坐姿、乘员数量增减等动态场景。

3、后装市场的音响升级方案同样存在局限。专业调音师需使用声学设备针对单辆车辆进行数小时手动校准，成本高、耗时长，且校准后仅能适配固定坐姿。一旦乘员调整坐姿或更换乘员，已校准的延时和增益参数与实际听音位置失配，听音效果大幅下降。

4、因此，如何在乘员动态变化的座舱环境中，为每个座位独立提供自适应、均等化的高品质听音体验，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全座位自适应汽车音响控制方法及系统，旨在解决现有技术无法在乘员数量、坐姿、体型动态变化的座舱环境中，为每个座位独立提供均等化的高保真听音体验的技术问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种全座位自适应汽车音响控制方法，包括以下步骤：

4、s1、实时检测各座位的乘员分布信息和乘员体重等级，同时对检测到有乘员的座位进行头部三维坐标、头部朝向角及耳廓朝向角的实时追踪，输出感知数据；

5、s2、基于所述感知数据，调用延时补偿算法、频率响应增益补偿算法和串扰抵消算法，计算每个有乘员座位的延时参数、相位参数和频率响应增益参数；

6、s3、根据所述延时参数、所述相位参数和所述频率响应增益参数，动态调整音频信号，并将调整后的音频信号独立输出至各座位对应的扬声器阵列；

7、s4、按照预设时间间隔对各座位的实际听音效果进行动态校验，修正声场参数误差。

8、在上述方案的基础上，进一步的，步骤s1中，所述乘员分布信息和乘员体重等级通过各座位座垫内嵌的压力传感阵列获取；所述头部三维坐标、头部朝向角及耳廓朝向角通过车顶视觉模块获取；

9、所述方法还包括：

10、根据所述压力传感阵列检测到的压力中心偏移量和压力总值，校正所述车顶视觉模块输出的头部三维坐标中的高度分量。

11、进一步的，步骤s2中，所述延时补偿算法包括：

12、根据校正后的头部三维坐标，计算各扬声器至对应乘员双耳的传播路径长度；

13、引入温度修正系数、车速修正系数及车窗开度修正系数，确定当前声速；

14、基于所述传播路径长度和所述当前声速，计算各扬声器通道的延时参数。

15、进一步的，步骤s2中，所述频率响应增益补偿算法包括：

16、根据乘员耳廓朝向角，确定高频段的头相关传输函数滤波系数；

17、根据实时环境噪声水平，确定全局增益调整量；

18、根据乘员体重等级和座舱内饰吸声系数，确定低频段的均衡曲线；

19、综合所述头相关传输函数滤波系数、全局增益调整量及低频段均衡曲线，生成各扬声器通道的频率响应增益参数。

20、进一步的，步骤s2中，所述串扰抵消算法包括：

21、构建各座位扬声器阵列至各座位乘员双耳位置的传递函数矩阵；

22、基于正则化逆滤波方法，对所述传递函数矩阵求逆，生成串扰抵消滤波器；

23、将各座位的音频信号经所述串扰抵消滤波器处理后，分配至对应的扬声器阵列。

24、进一步的，步骤s3中，所述扬声器阵列包括：

25、第一组扬声器，设置于头枕两侧及头枕下方，用于输出中高频段音频信号并参与串扰抵消；

26、第二组扬声器，设置于车门下部，用于输出低频段音频信号；

27、第三组扬声器，设置于座椅骨架下方，用于输出超低频段音频信号以增强体感。

28、进一步的，步骤s4中，所述动态校验包括：

29、控制各座位头枕内集成的校准麦克风拾取当前播放音频的回放信号；

30、将所述回放信号与期望信号进行比对，计算偏差量；

31、根据所述偏差量，更新所述延时补偿算法、频率响应增益补偿算法和串扰抵消算法的参数。

32、第二方面，本发明还提供全座位自适应汽车音响控制系统，用于实现第一方面所述的方法，所述系统包括：

33、多模态感知模块，用于实时检测各座位的乘员分布信息和乘员体重等级，同时对检测到有乘员的座位进行头部三维坐标、头部朝向角及耳廓朝向角的实时追踪，输出感知数据；

34、音频处理模块，用于所述感知数据，调用延时补偿算法、频率响应增益补偿算法和串扰抵消算法，计算每个有乘员座位的延时参数、相位参数和频率响应增益参数；

35、音频调整输出模块，用于根据所述延时参数、所述相位参数和所述频率响应增益参数，动态调整音频信号，并将调整后的音频信号独立输出至各座位对应的扬声器阵列；

36、自适应修正模块，用于按照预设时间间隔对各座位的实际听音效果进行动态校验，修正声场参数误差。

37、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现如第一方面所述的全座位自适应汽车音响控制方法。

38、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如第一方面所述的全座位自适应汽车音响控制方法。

39、本发明提供的一种全座位自适应汽车音响控制方法，通过实时感知乘员分布与姿态、动态计算各座位独立声场参数、并闭环校验修正的技术路径，克服了现有技术中后排听音体验差、动态场景适应性不足等技术缺陷，取得了以下有益效果：

40、第一，实现了全座位听音体验的均等化。实时检测各座位的乘员分布信息和头部空间位置，结合针对每个有乘员座位独立计算的延时参数、相位参数和频率响应增益参数，使每个座位均能获得针对当前乘员位置优化的声场配置，突破了传统方案仅优化主副驾驶位的局限，有效消除了后排座位中低频浑浊、高频衰减、声像偏移等问题。

41、第二，实现了动态场景的自适应调节。通过对头部三维坐标、头部朝向角及耳廓朝向角的持续追踪，配合对音频信号的动态调整，使得当乘员调整坐姿、更换乘员或乘员数量发生变化时，声场参数能够随之实时更新，避免了传统固定校准方案因坐姿变化导致的听音效果大幅下降。

42、第三，实现了声场精度的闭环维持。通过按照预设时间间隔对各座位的实际听音效果进行动态校验并修正声场参数误差，使得系统在长时间运行、环境温度变化、器件老化等因素影响下仍能保持稳定的听音品质，无需依赖专业调音师进行繁琐的人工校准。

43、综上所述，本发明通过“实时感知—动态计算—独立驱动—闭环校验”的一体化架构，在乘员数量、坐姿、体型动态变化的座舱环境中，为每个座位独立提供了均等化的高保真听音体验，显著提升了车载音响系统的智能化水平和用户体验。